[发明专利]硫铝酸盐水泥用复合吸附型固体减水剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种硫铝酸盐水泥用复合吸附型固体减水剂的制备方法，通过先合成线形固体减水剂再合成梳形固体减水剂而后复合吸附的方法制备一种固体减水剂，即不饱和羧酸与不饱和磷酸酯先共聚合，同时自制多羟基侧链大单体并与不饱和聚氧乙烯醚、阳离子单体、阴离子单体共聚合，再将各聚合产物充分混合研磨制得复合吸附型固体减水剂。本发明方法所得复合吸附型减水剂结构新颖独特，性能优异，可广泛应用于硫铝酸盐水泥中提升净浆流动性及其保持能力，延长操作时间，很好地解决了硫铝酸盐水泥浆体凝结硬化过快、流动性损失快等问题，并且制备成固体产品形态有利于应用于修补材料中，表现出比常规减水剂更为优异的作用效果和应用适用性，市场前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种硫铝酸盐水泥用固体减水剂的技术领域，特别涉及到一种采用不饱和羧酸类和不饱和磷酸酯类单体制备线形固体减水剂再制备梳形固体减水剂而后复合吸附制备固体减水剂的具体制备方法。

背景技术

近年来，随着建材行业对节能环保的要求不断提高，硫铝酸盐水泥越来越引起学术界和工业界的关注，尤其是由硫铝酸盐水泥衍生出的高贝利特硫铝酸盐水泥，其熟料煅烧温度较低且石灰石原料用量低，在熟料烧制过程中的能耗和CO₂排放量显著低于目前最常用的普通硅酸盐水泥(OPC)，因此硫铝酸盐水泥被认为是最有希望的替代胶凝材料，已经成为节能降耗型水泥领域的研究热点。众所周知，硫铝酸盐水泥主要矿物为无水硫铝酸钙(C₄A₃S)和硅酸二钙(C₂S)，在水化初期与石膏迅速反应产生钙矾石(AFt)，有利于在有早强快硬需求的领域应用，但是，由于其水化速度较快，导致水泥浆体极易出现经时损失较大的现象，有时甚至无法满足基本的施工要求。为了使硫铝酸盐水泥在保证强度的情况下，获得较好的工作性能和充足的施工时间，在实际应用中往往掺入化学外加剂来予以调节，但是已有的研究表明，传统硅酸盐水泥体系的外加剂并不适用硫铝酸盐水泥体系。

硫铝酸盐水泥经过40多年的发展，流动性和可施工性一直成为硫铝酸盐水泥的应用与推广的掣肘。硫铝酸盐水泥较快的水化与凝结速度导致水泥浆体的流动性在短时间内就近乎完全丧失。通常情况下，水泥基材料的流动性改善是通过添加化学外加剂来实现的，而当前的研究表明，无论是常用的无机外加剂还是高效减水剂对硫铝酸盐水泥体系的流动性改善效果均不明显，若强行加大掺量则会对硫铝酸盐水泥的性能产生更大影响，这是由于与普通硅酸盐水泥相比，硫铝酸盐水泥水化行为更快，且生成的水化产物是AFt晶体而不是水化硅酸钙(C-S-H)。在保障硫铝酸盐水泥诸多优点的前提下，为了进一步改善硫铝酸盐水泥的工作性，获得与硫铝酸盐水泥体系匹配的化学外加剂，并且基于硫铝酸盐水泥多用于固体修补材料的应用背景，本专利设计了这种复合吸附结构的固体减水剂，利用线形结构易于快速吸附的优势牢牢锚固在硫铝酸盐水泥颗粒的表面，提高了其初始分散性，并且基于电荷设计，使得两性梳形结构减水剂复合吸附在线形结构表面，不仅增加了减水剂的整体空间位阻，而且采用的自合成的具有多羟基结构的侧链可以有效延缓水泥颗粒的水化凝结速率并保持长久的分散效果。

专利CN 108409267A(公开日：2018年08月17日)报道了一种易于泵送的早强硫铝酸盐水泥浆体的制备方法，该专利将高钙粉煤灰、碳酸锂作为外加剂组分加入到硫铝酸盐水泥体系中改善其流动性，使其满足泵送等要求。该发明利用高钙粉煤灰、碳酸锂等物质改性硫铝酸盐水泥流动性的同时，保证了其早期强度，具有显著的应用价值，但是该外加剂只是采取了无机物的物理复配来进行制备，并未利用有机聚合物类外加剂在分子结构设计和可调控性等方面的优势，难以根据实际应用需求对硫铝酸盐水泥的工作性和凝结时间进行理想控制。